APP下载

赣东北塔前—赋春成矿带岩浆岩时代限定与序列划分及其意义

2014-11-20刘善宝王成辉刘战庆刘建光万浩章陈国华张树德张小林

岩矿测试 2014年4期
关键词:岩浆岩花岗斑岩

刘善宝,王成辉*,刘战庆,2,刘建光,万浩章,陈国华,张 诚,张树德,张小林

(1.国土资源部成矿作用与矿产资源评价重点实验室,中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037;2.桂林理工大学地球科学学院,广西桂林541004;3.江西省地质矿产勘查开发局912大队,江西鹰潭335001;4.崇义章源投资控股有限公司,江西赣州341300)

赣北地区自古就是铜、金、银的重要产地,以唐、宋、明三代矿业最盛。特别自建国以来,经多轮区域地质、地球物理、地球化学调查和大量的地质勘查,取得了一系列地质找矿突破。1955年发现了全国最大的德兴铜矿田,相继发现并勘查了城门山、武山、永平等大型铜矿床和银山铜金矿田;1955年完成了对浒坑大型钨矿床勘查之后,又相继发现并勘查了香炉山、大湖塘、下桐岭、徐山、阳储岭等超大型、大型钨矿床,使钨矿遍布全省南北。

江西省固体金属矿产具有“南钨北铜”分布特征,其北部以赣东北的德兴铜矿、赣西北的城门山铜矿等为代表,其南部以赣南地区的石英脉型黑钨矿床为代表,如著名的西华山、盘古山、画眉坳、大吉山等钨矿床。2011年赣西北武宁大湖塘特大型钨矿床的发现打破了这一分布格局;2012年11月,中国地质科学院矿产资源研究所会同江西省国土资源厅、江西省地质勘查基金管理中心、江西省地质矿产勘查开发局912大队在景德镇朱溪矿区召开了“塔前—赋春多金属矿带成矿规律现场研讨会”,中国工程院院士陈毓川在会上提出“5小点+2大点”的7条工作建议,2013年赣东北浮梁县朱溪矿区又一条勘探线钻孔揭露到厚大矽卡岩型钨铜矿体,矿体控制走向长度超过500 m,其倾向深度超过1000 m,具备形成特大型钨矿床的潜力,江西省“南钨北扩”的格局已经形成。

随着江西省钨矿地质勘查不断取得重大突破,“南钨北扩”格局形成,同时新的科学问题也层出不尽。在区域上,赣南与赣北地区的钨矿床形成机制及其成矿岩浆演化和构造背景是否相同,成岩成矿时代是否相同,二者是否存在成因联系;在赣北地区,大湖塘钨矿床与朱溪钨铜矿床是否是同一期构造、岩浆活动的产物;在局部,塔前—赋春矿带上的不同类型矿床(塔前钨钼矿、月形铜金矿、朱溪铜钨矿)是否是同一期构造、岩浆活动的产物。本文对塔前—赋春成矿带不同类型岩浆岩进行系统的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学研究,在此基础上,综合区域上已有的研究资料及其成果,探讨江西省“南钨北扩”背后的构造演化背景和物质来源的地质科学问题。

1 区域地质特征

江西北部处于长江中下游、江南、钦—杭、罗—武等巨型成矿带与中国东南部滨太平洋NNE向成矿带纵横叠加复合有利成矿区域内,是古板块结合带的有利成矿背景,是多旋回、多期次岩浆频繁活动区,是大型、特大型金属矿床(田)的聚集地[1]。

塔前—赋春多金属成矿带位于钦—杭古板块结合带的东段北缘的宜丰—景德镇铜多金属成矿带上,北靠莲花山钨锡金矿集区,南邻德兴铜金钽多金属超级矿集区。该矿带内的宜丰—景德镇深断裂带及其旁侧网格状韧性剪切带发育,后期转化为叠瓦式逆冲推覆构造,构成了晚古生代至早侏罗世岩片与基底变质岩片的堆叠结构,同时受宜黄—宁都NNE向左行剪切带的影响,沿深断裂带及其旁侧形成了燕山期以Ⅰ型斑岩为主的小型侵入体岩带。与Ⅰ1型斑岩有关的有朱溪、月形、弹岭铜矿,与Ⅰ2斑岩有关的有塔前钨钼矿[1]。

塔前—赋春多金属成矿带位于萍乡—乐平成矿带东段的乐平—婺源铜金多金属成矿远景区的西段[2-4],经历了自新元古代至晚中生代的多期构造-岩浆事件的叠加改造[5-6]。北东走向的塔前—赋春断裂带自北西向南东逆冲推覆,4条大致平行的NE走向的断裂构成了2个晚古生代断陷盆地的边界断裂,同时也控制本矿带上的岩浆岩及其有关矿床的空间分布特征(图1)。

1.1 地层组合特征

该矿带上地层主要由新元古代浅变质岩基底和晚古生代沉积该层组成。变质岩基底由新元古代的泥砂质沉积岩夹火山岩组成,以一套千枚岩为主夹绢云母板岩、变质粉砂-细砂岩的岩石组合[7]。沉积盖层由石炭系-白垩系组成,构成了单斜特征的断陷盆地。其中石炭系为一套灰岩、含碳灰岩夹白云质灰岩组合,角度不整合覆盖在变质基底之上;二叠系为一套海陆交替相的碎屑岩夹灰岩、灰黑色灰岩或泥灰岩夹镁质粘土岩、碳质泥岩夹灰岩、含煤碎屑岩组合;三叠系为主要为灰岩和含煤碎屑岩组成;侏罗系-白垩系为主要为陆相的砂砾岩、砂岩组成。

由上述的地层组合特征可知,本区至少经历了三期构造事件:第一期是新元古代的火山活动,可能与区域上晋宁运动相对应;第二期是绿片岩相的变质作用,可能与区域上的加里东运动相对应;第三期由海相沉积转换为陆相沉积,地壳抬升,与燕山运动相对应。

1.2 岩浆岩

塔前—赋春成矿带内及其邻区出露了不同岩性、岩相的岩浆岩,既有基性-超基性岩浆岩,也有中酸性岩浆岩;既有浅成-超浅成侵入相的岩脉、岩滴、岩株,也有隐爆角砾岩、火山岩。

1.2.1 火山岩

该成矿带变质基底为绿片岩相的新元古代的泥砂质沉积岩夹火山岩组成,其原岩为含泥质较高的火山-陆源碎屑沉积岩,其中火山岩为一套海底酸性喷发凝灰质火山碎屑岩[7]。

1.2.2 基性-超基性岩

该成矿带内的基性-超基性岩呈脉状产出,充填于北东走向的构造带内。其岩性主要由辉石岩、辉绿岩、橄榄玄武岩、煌斑岩等,其中辉石岩脉分布于塔前矿区的南侧,主要矿物为辉石,其次是闪石类、绿泥石和碳酸盐等,并伴有零星的白钨矿化;苦橄榄玢岩产于石炭系黄龙组灰岩中,其斑晶为橄榄石及少量的辉石,副矿物主要为磁铁矿、黄铜矿、白钨矿等;辉绿岩主要分布在汪家—杨草尖一带,呈脉状,沿65°~75°方向侵入于双桥山群中,其主要由斜长石、绿泥石、阳起石、角闪石和辉石组成,副矿物中偶见白钨矿;煌斑岩脉主要分布在朱溪矿区内石炭系-二叠系灰岩中,其主要矿物为角闪石、黑云母,但以强烈的绿泥石化蚀变为特征,呈脉状产出,其走向为北东向,倾向北西。以上岩性表明,该矿带内基性-超基性岩自身蚀变较强,副矿物组合简单,偶见白钨矿、锡石和辉钼矿等,矿化较弱。

1.2.3 中酸性岩浆岩

图1 塔前—赋春成矿带区域地质简图(据1∶50000塔前—赋春成矿带图,1991年修改)Fig.1 The regional geological sketch and deposit’s distribution of Taqian-Fuchun metallogenic belt

中酸性岩浆岩主要由石英闪长岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩和花岗细晶岩组成,局部有隐爆角砾岩产出(月形、张家坞),主要呈岩株、岩滴、岩墙、岩脉等形态产出,规模较大有杨草尖花岗岩闪长斑岩体、塔前花岗闪长斑岩体、张家坞花岗闪长斑岩体、弹岭花岗斑岩体等,其中杨草尖、张家坞、弹岭等岩体与铜矿化关系密切,塔前岩体与钨、钼矿化关系密切,并且成矿岩浆岩本身也有不同程度的矿化显示。另外花岗斑岩脉可能还与铅锌矿化有关,如胡家岭铅矿点可能与其附近的三宝莲花岗斑岩脉有成因联系。

岩体与其围岩接触部位发生不同程度蚀变或变质作用,其蚀变类型因围岩的岩性不同而异。岩体侵入到砂岩、粉砂岩地层中形成50~500 m的角岩蚀变带;侵入到碳酸盐岩地层中形成矽卡岩-大理岩化带。同时岩体本身也发生不同程度的云英岩化、钾化、碳酸盐化等蚀变。

1.3 构造与成矿类型

研究区内构造活动频繁,以新元古代和中生代的构造作用规模大,影响范围广[2-3]。前者以紧闭线性褶皱、大型推覆构造和韧性剪切带为标志;后者以盖层褶皱、脆性断裂和断陷盆地为特征[8-9]。在中生代,古太平洋板块向东亚陆缘的俯冲作用引起华南地区岩石圈的多阶段伸展[3,10-11]。正是中生代这种强烈构造——岩浆活动,一方面地幔物质和热能量不断进入到地壳中,导致多期次的岩浆活动,促使成矿元素进一步迁移、富集于岩浆热液中;另一方面,广泛的岩浆活动也加速了成矿流体在其通道内循环或水岩反应,促使地层中成矿元素被活化、迁移,形成新的成矿流体,或对早期形成的矿床(点)被叠加、改造。前者可形成与岩浆岩有直接成因关系的斑岩型、矽卡岩型等类型矿床,后者可形成韧性剪切带型、破碎蚀变型等类型矿床。

塔前—赋春构造带长达百余千米,为一条多期活动控岩控矿构造带,不仅制约着北东走向的断陷盆地的展布及其盆地内石炭系-三叠系地层的发育,也控制着中生代岩浆岩的空间分布。如塔前花岗闪长斑岩体、张家坞花岗闪长斑岩体、弹岭花岗斑岩体等较大规模的岩体均分布在盆地内,严格受北东走向的构造控制。另外,基性-超基性岩脉、花岗斑岩脉绝大部分沿北东走向的断裂充填。

2 花岗岩锆石U-Pb定年

在塔前—赋春成矿带分别采集到塔前钨钼矿区内似斑状花岗闪长岩和月形铜多金属矿区内的花岗斑岩,前者采集于塔前矿区的zk0702钻孔内,后者采集于月形矿区的地表半风化样品,二者都是成矿岩浆岩。

2.1 塔前矿区似斑状花岗闪长岩的成矿时代

2.1.1 矿区地质特征

该矿区位于塔前—赋春多金属成矿带的西端,出露的地层主要为中元古界、石炭系、二叠系和三叠系,构造线方向以北东为主,花岗闪长斑岩和花岗斑岩脉沿其灌入、充填。与成矿关系密切是毛家尖花岗闪长岩侵入体,地表出露面积约为4 km2。其平面上呈近长椭圆形,长轴约4000 m,宽约1000 m,其长轴方位50°。岩体北东端接触线开阔呈半圆弧形,往西南收缩变窄,于西源坞附近分南北2支,分别插入蓟县系地层中(图2)。

矿化特征:矿区由2条矿带组成,其中南矿带分布在19~28线之间,为矽卡岩型钨钼铜矿床,长约2400 m,宽约300 m,矿体呈似层状;西矿带产在岩株内外接触带的角岩中,主要分布在35~51线之间,矿化沿南北岩支形成2条各长约800 m的矿化带,为细脉侵染型钼矿床。

图2 塔前矿区地质简图Fig.2 The geological sketch of Taqian region

围岩蚀变:岩体侵入于蓟县系、石炭系至三叠系地层中,围岩的性质不同,蚀变类型也有显著差异。角岩化主要发育于岩体与双桥山群泥砂质板岩接触带上,围绕岩体呈带状分布(图2),自接触带向外,蚀变由强变弱,主要由石英云母角岩、石英角岩、云母角岩、红柱石角岩、角岩化粉砂质板岩等组成,在局部的石英云母角岩中伴有零星的白钨矿化、黄铜矿化和辉钼矿化。云英岩化主要产于岩体的内接触带,伴有黄铁矿及辉钼矿,偶见白钨矿。矽卡岩化主要产于岩体与碳酸盐岩地层的接触带上,早期矽卡岩以透辉石、石榴石为主,其中透辉石矽卡岩为单纯的钼矿体,石榴石矽卡岩为钨钼矿体;晚期矽卡岩主要由透闪石、阳起石、绿帘石等组成,并伴随辉钼矿和白钨矿化。

综上所述,塔前矿区的钨、钼矿化类型与围岩的蚀变类型是对应的,表明其形成与花岗闪长岩有着密切的成因联系。

2.1.2 锆石U-Pb定年结果分析

本文测试样品采集于zk0702钻孔的340 m处的似斑状花岗闪长岩。岩石呈灰色,局部略带肉红色,似斑状结构或聚斑状结构、块状构造。主要矿物成分为石英(24%)、斜长石(42.1%)、钾长石(5%)、角闪石(7%)、黑云母(11.5%)。斜长石斑晶呈自行板状,聚片双晶发育,发生不同程度的绢云母化蚀变,黑云母斑晶为自形叶片状,角闪石斑晶为柱状或六边形,黄铁矿与角闪石共生,榍石与黑云母共生(图3)。钾长石一般呈巨斑晶产出,并捕获了斜长石、黑云母、角闪石、石英等矿物,斜长石发生了不同程度的绢云母化蚀变,角闪石黑云母化,但仍保持其自形的形态(图3)。

锆石U-Pb同位素测试分析在中国地质科学院矿产资源研究所LA-MC-ICP-MS实验室完成,所用仪器为Finnigam Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的Newwave UP213激光剥蚀系统,其详细的实验测试流程可参见文献[12]。

本文对塔前矿区zk0702钻孔的似斑状花岗闪长岩的24粒锆石进行了测试,锆石均为无色透明长柱状或短柱状晶体,晶体自行程度较高(部分锆石残缺),长短轴之比变化在2∶1~5∶1之间,所有锆石均有清晰的内部结构,具有典型的岩浆震荡环带(图4),其Th/U值均大于0.1,表明属于岩浆结晶成因的产物。

图3 塔前矿区ZK0702钻孔花岗闪长岩岩相显微特征Fig.3 Microscopic characteristics of granodiorite lithofacies of the ZK0702 drilling in Taqian region

图4 塔前矿区似斑状花岗闪长岩锆石阴极发光图像及测点位置和测试结果Fig.4 The cathodoluminescence images of porphyritic granodiorite zircon,its measurement points and dating results of Taqian region

本次测试共计26个测点,测试结果见表1,其中获得的206Pb/238U表面年龄数据跨越较大,可划分6组,其中11个测点的数据均分布在谐和线上或附近(图5),其加权平均年龄为(159.7±1.8)Ma(MSWD=0.118),代表了塔前花岗闪长岩的结晶年龄;其他5组206Pb/238U表观年龄分别为1842.3~1693.8 Ma的2个测点、910.26~843.10 Ma的3个测点、749.73~709.49 Ma的3个测点、659.33~518.45 Ma的2个测点、226.37~211.44 Ma的3个测点。测点12.1(206Pb/207Pb表观年龄2035.18 Ma)和测点15.1(206Pb/207Pb表观年龄2308.95 Ma)的锆石发育良好的震荡环带,揭示其为岩浆成因锆石,其Th/U比值分别为1.32和0.38,代表了锆石的源岩的成岩年龄;测点6.1、7.1和20.1的206Pb/238U表观年龄变化在910.26~843.1 Ma之间,其Th/U比值变化在0.78~1.2之间,锆石发育良好的震荡环带,表明其为岩浆成因锆石,代表了锆石的源岩的成岩年龄;测点9.1(709.49 Ma)和测点25.1(749.73 Ma)位于锆石的核部,其206Pb/238U表观年龄代表了继承锆石的年龄;测点1.1和测点4.1锆石发育良好的震荡环带,表明其为岩浆成因锆石,206Pb/238U表观年龄代表了锆石的源岩的成岩年龄;测点10.1、16.1和18.1锆石的U含量较高,其Th/U比值变化在0.12~0.2之间,但是锆石的震荡环带十分发育,尤其是测点10.1和测点16.1的锆石更为突出,其206Pb/238U表观年龄的地质意义有待于进一步探讨。

图5 塔前矿区似斑状花岗闪长岩锆石U-Pb年龄谐和图与直方图Fig.5 Zircon U-Pb concordia diagrams and histogrames of porphyritic granodiorite in Taqian region

?

综上所述,在形成塔前花岗闪长岩之前,锆石U-Pb年龄数据记录本地区至少发生了4期岩浆活动、构造变质事件,即早元古代、新元古代早世(晋宁期运动)、新元古代晚世(加里东期运动)、印支期。

2.2 月形矿区花岗斑岩的成岩时代

2.2.1 矿区地质特征

月形矿区位于塔前—赋春成矿带南西端,区内出露的地层有双桥山群、中石炭统黄龙组、下二叠统矛口组和上二叠统龙潭组,除双桥山群外,上述地层组成一走向NE、倾向NW的单斜岩层,NE向压性断裂是其主要的控岩控矿构造,局部地段的矿体与成矿有关的花岗斑岩脉受北东东向和北东向2组构造的控制(图6)。成矿作用与燕山期花岗岩斑岩或花岗闪长斑岩有关,矿体主赋存在岩体外接触带中,围岩主要是上中石炭统黄龙组、船山组和二叠系下统毛口组灰岩,个别也有产在上二叠统龙潭组砂页岩中。在花岗斑岩接触带矽卡岩中见有黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和磁铁矿,伴生矿物有辉钼矿、孔雀石、蓝铜矿等金属矿物;脉石矿物主要有石榴石、透辉石、透闪石、绿帘石、绿泥石、石英、方解石等,Cu含量变化在0.172%~0.69%之间。围岩蚀变主要为角岩化、矽卡岩化型、大理岩化、硅化及绢云母化等。

2.2.2 花岗斑岩U-Pb定年结果分析

由于地表植被覆盖严重,依据已有地质资料,笔者在月形矿区的地表采集到了与成矿密切关系的半风化状态的花岗斑岩(图6)。本文对月形矿区花岗斑岩的24粒锆石进行了测试,锆石均为无色透明长柱状或短柱状晶体,晶体自形程度较高(部分锆石残缺),长短轴之比变化在2∶1~4∶1之间,所有锆石均有清晰的内部结构,具有典型的岩浆震荡环带,其Th/U值均大于0.1,为岩浆结晶的产物(图7)。

图6 月形矿区地质图Fig.6 The geological map of Yuexing region

月形矿区花岗斑岩锆石26个测点的年龄数据(表2),数据结构与塔前矿区花岗闪长岩的相似,其206Pb/238U表观年龄跨越比较大,含有大量的捕获锆石或继承锆石(图7)。可划分7组,其中11个测点的数据均分布在谐和线上或附近(图8b),其加权平均年龄为(159.7±2.0)Ma(MSWD=0.22),代表了月形矿区花岗斑岩的结晶年龄;其他6组表观年龄分别为2524.99~1227.78 Ma(207Pb/206Pb)的4个测点,904.3~807.34 Ma的4个测点,674.28 Ma的1个测点,479~350 Ma的3个测点,194.8~175.6 Ma的2个测点,135.67 Ma的1个测点。7组数据中,最大的表观年龄为2524.99 Ma,最小的为135.67 Ma。除测点2.1(207Pb/238U表观年龄175.6 Ma)和测点14.1(207Pb/238U表观年龄479.01 Ma)锆石中可能由于Pb或U的丢失或加入造成年龄数据没有意义之外,其年龄组成结构相对于塔前花岗闪长岩而言,新增加了468.2~350 Ma和135 Ma年龄区段,缺失了749.73~709.49 Ma年龄区段,其整体的年龄结构是一致的,尤其是月形矿区花岗斑岩锆石中最年轻的135.67 Ma表观年龄可能预示其深部有年轻的岩浆岩加入。

图7 月形矿区花岗斑岩锆石阴极发光图像及测点位置和年龄测试结果Fig.7 The cathodoluminescence images of porphyritic granodiorite zircon,its measurement points and dating results of Yuexing region

图8 月形矿区花岗斑岩锆石U-Pb年龄谐和图与直方图Fig.8 Zircon U-Pb concordia diagrams and histogrames of granite porphyry in Yuexing region

?

3 岩浆岩的活动序列、成矿作用及构造背景探讨

本文除对塔前—赋春多金属矿带上塔前矿区花岗闪长岩和月形矿区的花岗斑岩进行锆石U-Pb定年外,还收集了区域上的岩浆岩锆石的年龄数据,通过对其岩浆岩的活动序列进行厘定,并对其成矿作用及其形成的大地构造背景作一探讨。

3.1 塔前—赋春成矿带上的岩浆岩活动序列

该成矿带的岩浆岩出露较为齐全,除了酸性岩浆岩(花岗岩、花岗闪长岩),还有基性-超基性岩的产出,如辉绿岩、煌斑岩等。以前学者将该区的岩浆岩划分三期,即晋宁期的酸性火山岩,印支期的超基性岩(天分山超基性岩、汪家辉绿岩等),燕山期的中酸性(塔前花岗闪长岩、朱溪无根花岗闪长斑岩和基性岩(朱溪煌斑岩)。锆石同位素研究显示,塔前矿区花岗闪长斑岩与月形矿区的花岗斑岩的成岩时代一致,即形成于159.7 Ma;朱溪矿区的矿化无根花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄(847.2±9.4)Ma[13],即形成于晋宁期,而不是燕山期[1];朱溪矿区的煌斑岩脉锆石U-Pb年龄为(160.3±2.1)Ma,但捕获大量的围岩锆石U-Pb年龄为(856±10)Ma[14];朱溪矿区深部与钨铜矿化有密切成因联系的细粒花岗岩的锆石U-Pb年龄为(146.9±0.97)Ma[15]。上述资料表明,塔前—赋春成矿带上至少有三期岩浆活动,即晋宁期的花岗闪长岩(朱溪矿区无根花岗闪长斑岩)和基性岩(汪家辉绿岩),与区域上的婺源石耳山花岗岩、九岭花岗岩[16]和德兴的泗洲庙辉绿岩[17]是同一期岩浆活动的产物;塔前和月形矿区的花岗岩类及朱溪矿区的煌斑岩脉与区域上冷水坑矿区花岗岩斑岩[18]、永平矿区花岗斑岩的成岩时代一致,即160 Ma左右;朱溪矿区深部的细粒花岗岩与赣西九岭地区的大湖塘的白云母花岗岩[19]、赣西北九瑞地区的城门山及武山的花岗闪长斑岩[20]相对应,均形成于145 Ma左右。

3.2 岩浆岩活动及其成矿作用

随着同位素年代学的发展,岩浆岩锆石U-Pb定年技术不仅测定岩浆岩中捕获围岩的锆石年龄,而且还能鉴别不同阶段的岩浆岩的成岩年龄,这为深入研究岩浆岩的演化机制提供了技术支撑。王登红等[21]在系统总结南岭东段——赣南地区岩浆岩锆石U-Pb年龄数据的基础上,指出相当一部分岩体不是单一成岩期形成的,而是多期次形成的。南岭成矿带钨锡矿床与成矿岩浆岩演化到晚期的补体成因关系最为密切,具有多期多阶段成岩成矿的特征,成矿岩浆岩活动持续时间长、岩浆活动期次及阶段越多,越有利于形成大型钨锡矿床[22]。

塔前—赋春成矿带的岩浆岩锆石U-Pb同位素年代学研究表明,该区至少经历了三期岩浆岩活动事件,尤其是塔前花岗闪长岩、月形花岗斑岩和朱溪煌斑岩的岩浆锆石中含有大量围岩的锆石,一方面厘定了其围岩锆石的成岩时代,另一方面也表明晚期形成的岩浆岩在早期岩浆岩的基础上演化而来,就成岩物质方面具有一定的继承性。就成矿作用而言,塔前矽卡岩型钨钼矿床的辉钼矿Re-Os年龄为162 Ma[23],比其成矿母岩-花岗闪长岩的成岩年龄大2 Ma,也在测试误差范围之内,二者是一致的;朱溪矿区深部与成矿密切关系的细粒花岗岩的成岩年龄为146 Ma,但在其测试的锆石中也有最老的839 Ma继承锆石,同时也存在一组160 Ma左右的3个年龄数据[15],这暗示朱溪矿区深部的细粒花岗岩中也含有晋宁期岩浆岩的组分,或者是在早期岩浆岩基础上演化而来,当然也不排除有新的物质的加入。

研究程度较高的九岭地区的大湖塘特大型钨矿床的同位素年代学及地球化学研究表明,岩浆活动有2期4阶段:晋宁期九岭岩体成岩年龄为(982.8±8)Ma;甘坊岩体成岩年龄为(820±10)Ma;燕山期古阳寨岩体成岩年龄为(151.4±2.4)Ma[16],以及与成矿关系密切的白云母花岗岩年龄为(144.2±2.4)Ma[19]。另外九岭岩体继承锆石年龄为1400 ~ 1900 Ma[16],而 大 湖 塘 白 云 母 花 岗 岩 的εNd(t)两阶段模式年龄 tDM2为1543~1568 Ma,与九岭岩体继承锆石结晶年龄一致,同时含有捕获围岩岩浆锆石的U-Pb年龄为810 Ma左右[16]。同位素年代学与地球化学的一致性表明,燕山期大湖塘成矿岩浆岩是在晋宁期岩浆岩的基础上演化而来,晋宁期的岩浆岩和燕山期成矿岩浆岩的成岩源岩是一致的,二者的主要成岩物质来源于元古代的双桥山群。

图9 赣北地区主要矿集区分布及成矿岩浆岩锆石U-Pb年龄图Fig.9 The main ore distribution area and metallogenic magmatite zircon U-Pb age map in Northern Jiangxi

4 赣北地区主要金属矿床的成岩成矿时代及找矿方向

王登红等[24]提出的华南成矿省“南钨北扩、东钨西扩”,是对近年来地质找矿工作的一个概括总结,为本地区开展进一步地质找矿指明了方向。赣北地区2处特大型钨矿床的成矿花岗岩的成岩年龄的一致性,表明145 Ma左右是该地区的一期重要成岩成矿作用。纵观整个赣北地区(图8),在空间上可划分三条近东西走向的成矿带,自南向北,其成岩成矿的时代逐渐年轻,即:南边的德兴和村前—七宝山铜多金属矿集区;中间的大湖塘和塔前—赋春钨多金属矿集区;北边的香炉山、彭山—云山和莲花山钨锡多金属矿集区。

就成岩成矿时代而言,赣北地区的主要金属矿床及其成矿岩体的时代可划分三期:第一期成矿作用以铜多金属矿床为主,其成矿时代为170 Ma左右,主要分布在钦杭结合带的中心部位,如德兴铜矿[25]、银山银多金属矿[26]、七宝山铜多金属矿[27]等;第二期成矿作用以钨多金属矿床为主,其成矿时代为145 Ma左右,主要分布在钦杭结合带的北部边缘,如大湖塘超大型钨铜矿床、朱溪钨铜矿床等;第三期成矿作用以钨锡金属矿床为主,其成矿时代为125 Ma左右,主要分布在香炉山[28]、彭山—云山[29]、莲花山[30]等组成的近东西向成矿带上。在空间上,由南向北,其成岩成矿时代呈逐渐年轻化的总趋势(图9)。

在地质找矿方面,就塔前—赋春成矿带而言,145 Ma是主要的成岩成矿时代。在面上,要注重寻找该时代的成矿岩浆岩,如地表出露的花岗斑岩脉(墙)、细晶岩脉等,如该成矿带上盘的珍珠山地区的花岗岩墙群区域有钨的重砂异常显示[31];在矿种方面,除了寻找钨、铜等矿种,可能还有稀有金属矿产的产出,因为该成矿带上的主要成矿作用时期与区域上的大茅山、灵山岩体的成岩时代接近,上述2个岩体出露地表,既有岩体内钨、锡、铜等矿产的产出,也有岩体接触带附近的铌钽矿的产出,如松树岗大型铌钽矿床。在点上,要注意2期成矿作用的问题,如月形铜多金属矿床的深部是否存在矽卡岩型钨铜矿,这需要对矿区内出露或揭露的岩浆岩进行系统的同位素年代学研究,另外还要结合矿床的矿化蚀变特征及其蚀变强度、规模进行综合研究而确认。

5 结语

本次塔前—赋春成矿带不同类型岩浆岩进行系统的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果显示:①塔前钨钼矿区的花岗闪长斑岩和月形矿区的花岗斑岩的成岩年龄分别为(159.7±1.8)Ma和(159.7±2.0)Ma。②塔前—赋春成矿带岩浆岩锆石U-Pb年代学研究显示,该成矿带上至少有3期岩浆岩活动、2期成矿作用:3期岩浆岩活动分别850 Ma的花岗闪长岩和煌斑岩脉、160 Ma花岗闪长岩和煌斑岩及146 Ma的花岗岩;2期成矿作用分别是与160 Ma岩浆岩有关的塔前矽卡岩型钨钼矿床或月形矽卡岩型铜多金属矿床、与146 Ma花岗岩有关的朱溪矽卡岩型钨铜矿床。塔前—赋春成矿带上晋宁期的岩浆岩和燕山期成矿岩浆岩的成岩源岩一致,即燕山期成矿岩浆岩是继承于晋宁期岩浆岩作用而成。

致谢:野外取样工作中得到了江西省地质矿产勘查开发局912大队康川、魏锦、舒立旻多位工程师的帮助和支持;审稿人提出的中肯的修改意见,对他们付出的辛勤劳动表示感谢。在陈毓川院士80华诞来临之际,谨以此文向陈院士表达崇高的敬意!

[1]杨明桂,王发宁,曾勇.江西北部金属成矿地质[M].北京:中国大地出版社,2004:1-182.

[2]杨明桂,梅永文,周子英.罗霄—武夷隆起及郴州—上饶坳陷成矿规律及预测[M].北京:地质出版社,1998:1-312.

[3]杨明桂,黄水保,楼法生,唐维新,毛素斌.中国东南陆区岩石圈结构与大规模成矿作用[J].中国地质,2009,36(3):528-543.

[4]华仁民,李光来,张文兰,胡东泉,陈培荣,陈卫锋,王旭东.华南钨和锡大规模成矿作用的差异及其原因初探[J].矿床地质,2010,29(1):9-23.

[5]Shu L S,Wang Y,Sha J G,Jiang S Y,Yu J H,Wang Y B.Jurassic sedimentary features and tectonic setting of southeastern China[J].Science in China Series D:Earth Sciences,2009,52(12):1969-1978.

[6]Shu L S,Zhou X M,Deng P,Wang B,Jiang S Y,Yu J H,Zhao X X.Mesozoic tectonic evolution of the southeast China block:New insight from basin analysis[J].Journal of Asian Earth Science,2009,34:376-391.

[7]江西省地质矿产局.江西省区域地质志[M].北京:地质出版社,1984:1-921.

[8]舒良树,施央申,郭令智,Charvet J,孙岩.江南中段板块地体构造与碰撞造山运动学[M].南京:南京大学出版社,1995:1-174.

[9]徐备,郭令智,施央申.皖浙赣地区元古代地体和多期碰撞造山带[M].北京:地质出版社,1992:1-122.

[10]华仁民,陈培荣,张文兰,刘晓东,陆建军,林锦富,姚军明,戚华文,张展适,顾晟彦.华南中、新生代花岗岩类有关的成矿系统[J].中国科学(地球科学),2003,33(4):335-343.

[11]毛景文,谢桂青,李晓峰,张长青,梅燕雄.华南地区中生代大规模成矿作用与岩石圈多阶段伸展[J].地学前缘,2006,11(1):45-55.

[12]侯可军,李延河,田有荣.LA-MC-ICPMS锆石微区原位U-Pb定年技术[J].矿床地质,2009,28(4):481-492.

[13]万浩章,刘战庆,刘善宝,陈毓川,王成辉,陈国华,梁力杰,李赛赛.赣东北朱溪钨铜矿区花岗闪长斑岩LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年及其地质意义[J].岩矿测试,2014,33(待刊).

[14]刘战庆,刘善宝,陈毓川,王成辉,万浩章,陈国华,李赛赛,梁力杰.江西朱溪铜钨矿区煌斑岩LA-MCICPMS锆石同位素测年及意义[J].岩矿测试,2014,33(待刊).

[15]王先广,刘战庆,刘善宝,王成辉,刘建光,万浩章,陈国华,张诚,张树德.赣东北朱溪铜钨矿区细粒黑云母花岗岩同位素年代学及其地质意义[J].岩矿测试,2014,33(待刊).

[16]钟玉芳,马昌前,佘振兵,林广春,续海金,王人镜,杨坤光,刘强.江西九岭花岗岩类复式岩基锆石SHRIMP U-Pb年代学[J].地球科学——中国地质大学学报,2005,30(6):685-691.

[17]陆慧娟,华仁民,毛光周,龙光明.江西德兴泗洲辉绿岩体锆石LA-ICP-MS定年及其地质意义[J].地质学报,2006,80(7):1017-1025.

[18]孟祥金,徐文艺,杨竹森,杨竹森,侯增谦,李振清,于玉帅,肖茂章,何细荣,万浩章.江西冷水坑矿田火山-岩浆活动时限:SHRIMP锆石 U-Pb年龄证据[J].矿床地质,2012,31(4):831-838.

[19]黄兰椿,蒋少涌.江西大湖塘钨矿床似斑状白云母花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及成因研究[J].岩石学报,2012,28(12):3887-3900.

[20]陈志洪,邢广福,郭坤一,曾勇,匡福祥,贺振宇,柯学,余明刚,赵希林,张勇.长江中下游成矿带九瑞矿集区(北部)含矿岩体的锆石U-Pb定年及其地质意义[J].地质学报,2011,85(7):1146-1158.

[21]王登红,秦燕,陈振宇,侯可军.赣南部分岩体的锆石铀-铅同位素年代学研究及其对成岩成矿机制的再认识[J].岩矿测试,2012,31(4):699-704.

[22]陈毓川,裴荣富,张宏良,林新多,白鸽,李崇佑,胡永嘉,刘垢群,冼柏琪.南岭地区与中生代花岗岩类有关的有色及稀有金属矿床地质[M].北京:地质出版社,1989:1-508.

[23]黄安杰,温祖高,刘善宝,刘消清,刘献满,张家菁,施光海,刘战庆.江西乐平塔前钨钼矿床辉钼矿Re-Os定年及其地质意义[J].岩石矿物学杂志,2013,32(4):1-9.

[24]王登红,陈郑辉,黄国成,武国忠,陈芳.华南“南钨北扩”、“东钨西扩”及找矿方向探讨[J].大地构造与成矿学,2012,36(3):322-329.

[25]水新芳,赵元艺,郭硕,吴德新,朱小云,王增科.德兴矿集区花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其意义[J].中国地质,2012,39(6):1543-1561.

[26]李晓峰,陈文,毛景文,王春增,谢桂青,冯佐海.江西银山多金属矿床蚀变绢云母40Ar-39Ar年龄及其地质意义[J].矿床地质,2006,26(1):1-10.

[27]王强,孙燕,张雪辉,张世铭,王瑜亮,张春茂.江西省村前铜多金属矿床斜长花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义[J].中国地质,2012,39(5):1143-1150.

[28]张家菁,梅玉萍,王登红,李华芹.赣北香炉山白钨矿床同位素年代学研究及其地质意义[J].地质学报,2008,82(7):828-832.

[29]罗兰,蒋少涌,杨水源,赵葵东,汪石林,高文亮.江西彭山锡多金属矿集区隐伏花岗岩体的岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成[J].岩石学报,2010,26(9):2818-2834.

[30]赵鹏,蒋耀辉,廖世勇,周清,靳国栋.赣东北鹅湖岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄、Sr-Nd-Hf同位素地球化学与岩石成因[J].高校地质学报,2010,16(2):218-225.

[31]江西省地质局区域地质调查大队.1∶20万乐平幅地质矿产图[R].1980:1-125.

猜你喜欢

岩浆岩花岗斑岩
安山玢岩-花岗斑岩混合矿石的磨矿产品粒度特性研究
万众一心战疫情
八采区岩浆岩研究分析
辽宁调兵山西调斑岩型钼矿床特征及找矿标志
广西丹池成矿带芒场矿田岩浆岩源区特征及锆石U-Pb年龄分析
金盆金矿矿床地质特征及找矿方向探讨
柴北缘阿木尼克山地区斑岩系Cu、Mo-Pb、Zn、Ag-Au成矿模型初步研究
斑岩型矿床含矿斑岩与非含矿斑岩鉴定特征综述
岩型矿床含矿斑岩与非含矿斑岩鉴定特征综述
印尼南苏拉威西省桑加卢比铜多金属矿地质成矿条件分析